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大跨桥梁颤振自激力的强迫振动法研究 被引量:43
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作者 陈政清 于向东 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期34-41,共8页
利用我们开发的国内第一个强迫振动法试验方法 ,研究了三种不同断面的桥梁颤振自激力特性和Scanlan提出的颤振导数理论的若干假定。研究表明 ,在实用风速范围内 ,颤振导数基本与测试频率、振幅无关 ;流线断面的自激力能基本符合Scanlan... 利用我们开发的国内第一个强迫振动法试验方法 ,研究了三种不同断面的桥梁颤振自激力特性和Scanlan提出的颤振导数理论的若干假定。研究表明 ,在实用风速范围内 ,颤振导数基本与测试频率、振幅无关 ;流线断面的自激力能基本符合Scanlan的线性假定 ,但钝体断面的自激力高次谐波分量大 ,明显具有对模型运动的非线性响应特征。 展开更多
关键词 大跨桥梁 自激力 颤振导数 强迫振动法
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桥梁主梁断面颤振导数的强迫振动识别法 被引量:13
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作者 于向东 陈政清 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期36-39,44,共5页
介绍了颤振导数识别的强迫振动方法试验装置及识别原理 ,用它进行了三种典型断面形式的颤振导数识别 ,研究了不同驱动频率、振幅对识别结果的影响。研究结果表明 :强迫振动法具有试验数据重复性好、测定折减风速范围宽。
关键词 桥梁 颤振 颤振导数 强迫振动法 识别原理 断面形式
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振幅对流线型箱梁自激气动力的影响 被引量:6
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作者 熊龙 王骑 +1 位作者 廖海黎 李明水 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2017年第3期32-37,共6页
研究了强迫振动振幅对流线型箱梁断面自激气动力的影响。采用1∶70的刚性节段模型开展了测压试验,获得了不同迎角的模型断面在不同振幅下的气动压力和分布,探讨了气动力特性。试验中的扭转振幅范围为2°~16°,竖向振幅范围为5~2... 研究了强迫振动振幅对流线型箱梁断面自激气动力的影响。采用1∶70的刚性节段模型开展了测压试验,获得了不同迎角的模型断面在不同振幅下的气动压力和分布,探讨了气动力特性。试验中的扭转振幅范围为2°~16°,竖向振幅范围为5~23mm,来流迎角分别为0°和±5°。测试结果表明,在迎角α=0°条件下,当扭转振幅At≤8°,或竖向约化振幅Av/D≤0.46时,自激气动力的线性谐波占整体气动力的比例在95%以上,没有明显的高次谐波分量。当扭转振幅At>8°,来流迎角为+5°时,自激气动力的线性谐波比例可降低到75%,高次谐波的比例可达到25%。扭转振幅对颤振导数A_2~*、A_3~*、H_2~*均存在显著的影响,但竖向振幅仅对H_4~*存在一定的影响。由此得出,尽管颤振导数随振幅的改变是非线性的,但在一定条件下(如8°扭转角以内),气动力本身不含有明显的高次谐波分量。 展开更多
关键词 强迫振动 流线箱梁 自激气动力 非线性 颤振导数
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两自由度及三自由度桥梁断面颤振导数的强迫振动识别法 被引量:4
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作者 于向东 陈政清 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期47-61,共15页
长期以来,桥梁断面颤振导数的识别都是大跨度桥梁颤抖振响应分析中的重点和难点问题。本文基于现有的非定常气动力和颤振导数的测试方法,首次在国内成功实现了在风洞中测试两自由度桥梁节段模型颤振导数的强迫振动法,并通过大量的试验... 长期以来,桥梁断面颤振导数的识别都是大跨度桥梁颤抖振响应分析中的重点和难点问题。本文基于现有的非定常气动力和颤振导数的测试方法,首次在国内成功实现了在风洞中测试两自由度桥梁节段模型颤振导数的强迫振动法,并通过大量的试验验证了本测试装置的可靠性。在两自由度桥梁断面颤振导数的强迫振动法识别装置的基础上,作者和国防科技大学及同济大学风洞试验室联合研制开发了一套三自由度桥梁断面颤振导数的强迫振动法识别装置,进一步的研究正在进行中。 展开更多
关键词 桥梁 颤振 颤振导数 强迫振动法
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转子叶片气弹稳定性与强迫响应分析 被引量:8
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作者 韩乐 王延荣 《航空发动机》 北大核心 2021年第4期82-90,共9页
针对由叶轮机械转子叶片流致振动引起的叶片高循环疲劳失效的突出问题,采用数值模拟方法对叶片流致振动特性进行预测分析。常见的流致振动问题包括气弹稳定性和强迫响应,分别以压气机和高压涡轮转子叶片为例给出了气弹稳定性和强迫振动... 针对由叶轮机械转子叶片流致振动引起的叶片高循环疲劳失效的突出问题,采用数值模拟方法对叶片流致振动特性进行预测分析。常见的流致振动问题包括气弹稳定性和强迫响应,分别以压气机和高压涡轮转子叶片为例给出了气弹稳定性和强迫振动响应的分析方法及其流程。对于压气机叶片,采用能量法和特征值法进行了气弹稳定性计算。结果表明:气弹稳定性结果相互吻合,在高阶模态下的气动阻尼比在低阶模态下的更小,根据振型特征确定危险点位于叶尖近前缘和近尾缘部位,在该部位可能导致叶片掉角, 对于高压涡轮叶片,分析了其强迫振动响应特征。结果表明:叶片非定常气动激励主要来源于上游导叶,在设计状态下其频率距离转子叶片第5阶模态频率较近,并对危险模态阶次的共振应力进行分析,在0.14%阻尼下振动应力最大可达134 MPa。 展开更多
关键词 转子叶片 气弹稳定性 强迫振动响应 能量法 特征值法 非定常气动激励 振动应力
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平行分离双幅桥气动导数识别的混合强迫振动试验法 被引量:1
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作者 周奇 朱乐东 +1 位作者 周成 郭震山 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期304-311,共8页
自由振动试验法(FreeV法)用于平行分离双幅桥气动导数识别时,由于人工初始激励不同,节段模型产生的气动干扰不同,进而导致气动导数识别结果规律性差,识别数据离散性大。为此,提出了混合强迫振动试验法(MFV法),并对比分析了MFV法和FreeV... 自由振动试验法(FreeV法)用于平行分离双幅桥气动导数识别时,由于人工初始激励不同,节段模型产生的气动干扰不同,进而导致气动导数识别结果规律性差,识别数据离散性大。为此,提出了混合强迫振动试验法(MFV法),并对比分析了MFV法和FreeV法识别出的气动导数,以及基于MFV法和FreeV法的二维颤振分析结果与节段模型测试结果。研究结果表明:无论是上游桥还是下游桥,MFV法识别的气动导数均离散性较小,随折算风速的变化规律明确;而FreeV法识别的气动导数离散性较大,随折算风速的变化规律较差,尤其是受气动干扰效应影响较大的下游桥;基于MFV法预测的颤振临界风速与节段模型测试结果较为接近,而基于FreeV法预测的颤振临界风速与节段模型测试结果的偏差较大,尤其是下游桥,偏差更为显著;相比于FreeV法,MFV法能更为准确地模拟平行分离双幅桥的气动干扰效应,其颤振预测结果更准确。 展开更多
关键词 平行分离双幅桥 气动导数 混合强迫振动试验法 自由振动试验法 颤振临界风速
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桥梁断面颤振导数的分状态多频强迫振动识别 被引量:6
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作者 王林凯 刘志文 陈政清 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第20期15-23,31,共10页
为提高桥梁断面颤振导数的识别精度与效率,采用计算流体动力学方法建立了桥梁断面颤振导数分状态多频强迫振动识别方法,分别采用传统的弯扭耦合强迫振动识别法与分状态多频气动导数识别方法,对薄平板和大带东桥主梁断面的气动导数进行... 为提高桥梁断面颤振导数的识别精度与效率,采用计算流体动力学方法建立了桥梁断面颤振导数分状态多频强迫振动识别方法,分别采用传统的弯扭耦合强迫振动识别法与分状态多频气动导数识别方法,对薄平板和大带东桥主梁断面的气动导数进行了识别,将两种方法对应的气动导数识别结果分别与已有文献结果进行了比较。结果表明:采用分状态多频强迫振动方法进行主梁断面气动导数识别精度与弯扭耦合强迫振动气动导数识别精度相当,但识别效率得到明显的提升。 展开更多
关键词 桥梁断面 颤振导数识别 强迫振动法 计算流体动力学 动网格
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类Starship飞行器大迎角动态特性数值研究 被引量:3
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作者 吕凡熹 赵飞 +3 位作者 刘瑜 杜若凡 石泳 张宇佳 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期678-687,共10页
再入飞行器的动态稳定性是其任务成败的关键因素,因此有必要对新型类Starship飞行器大迎角动态特性进行深入研究。为辨识动导数,采用基于分区弹簧近似法动网格技术的非定常N-S方程求解器开展强迫振动的数值仿真。有限体积离散采用Roe格... 再入飞行器的动态稳定性是其任务成败的关键因素,因此有必要对新型类Starship飞行器大迎角动态特性进行深入研究。为辨识动导数,采用基于分区弹簧近似法动网格技术的非定常N-S方程求解器开展强迫振动的数值仿真。有限体积离散采用Roe格式及SST湍流模型,时间方向采用全隐式GMRES方法进行迭代求解。在高超声速弹道外形(Hyper ballistic shape,HBS)标模验证的基础上,获得了类Starship飞行器典型大迎角状态下不同飞行马赫数、重心位置、操纵面偏转角、迎角和减缩频率的俯仰动导数变化规律:典型状态下,俯仰动导数超声速时为负,亚声速时为正;随不同因素的变化,Ma=0.3和Ma=5.0时的俯仰动态特性差异明显;高速下操纵面上偏会导致阻尼减小,且后翼影响更显著。计算结果表明了本文方法在宽速域、大空域复杂外形飞行器动态特性辨识中的应用价值。 展开更多
关键词 类Starship飞行器 动导数 数值模拟 弹簧近似法 强迫振动 大迎角
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柔性火箭弹气动力计算精度预测 被引量:1
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作者 李敏娇 Laith K.Abbas +1 位作者 芮筱亭 王国平 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期91-96,共6页
为验证小变形小攻角下基于准定常和线性理论进行柔性火箭弹气动力计算的合理性,采用计算流体力学(CFD)方法预测了某火箭弹的升力及阻力系数,并在此基础上与经验公式相结合,获得该火箭弹沿轴向的单位长度升力和阻力系数导数分布.应用多... 为验证小变形小攻角下基于准定常和线性理论进行柔性火箭弹气动力计算的合理性,采用计算流体力学(CFD)方法预测了某火箭弹的升力及阻力系数,并在此基础上与经验公式相结合,获得该火箭弹沿轴向的单位长度升力和阻力系数导数分布.应用多体系统传递矩阵法计算了该火箭弹的固有频率和振型,在准定常及线性理论的假设条件下,结合已得到的气动力系数导数,计算了基于火箭弹一阶振型的两个弯曲模型在不同攻角下的单位长度气动力系数分布.与CFD计算结果进行对比,发现该火箭弹在实际飞行条件下,该计算方法精度较好,在远超于实际的大变形时、攻角较大的情况下在头部和弹身处仍具有一定精度,但尾部误差较大,总体精度降低. 展开更多
关键词 多体系统传递矩阵法 柔性火箭弹 振动特性 CFD 气动力
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桥板颤振导数的比较和敏感性分析 第一部分:试验数据分析 被引量:1
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作者 Partha P.Sarkar Luca Caracoglia +2 位作者 Frederick L.Haan Hiroshi Sato Jun Murakoshi 《钢结构》 2009年第2期81-82,共2页
为评估风载下桥板的性能,通常采用多年来发展的两个独特的方法(自由和强迫振动),从风洞模型试验中得到桥板气动弹性系数。尽管已有众多的研究者对每个技术优缺点进行分析,但文献中缺少对试验结果的系统比较。本研究的意义在于进行与长... 为评估风载下桥板的性能,通常采用多年来发展的两个独特的方法(自由和强迫振动),从风洞模型试验中得到桥板气动弹性系数。尽管已有众多的研究者对每个技术优缺点进行分析,但文献中缺少对试验结果的系统比较。本研究的意义在于进行与长期颤振导数试验数据相关的评估,包括分析和解释自由和强迫振动两种方法的异同点。从2002年开始,美国的爱荷华州大学和日本的公立研究所着手进行桥颤振导数的研究。试验包括的截面类型很广,从矩形棱柱到改进型,尤其考虑了当前在大跨桥中采用空气动力学设计梁的趋势。同时系统地分析和比较了两种方法颤振导数的试验结果。在相关的论文中,对敏感性进行分析以研究大跨桥在气动弹性不稳定时颤振导数数据中所隐含的不同点。 展开更多
关键词 桥空气动力学 桥颤振导数基准研究 自由和强迫振动试验
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旋转飞行器动稳定导数获取原理
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作者 傅建明 唐海敏 《气体物理》 2019年第3期17-22,共6页
旋转飞行器具有独特的周期性非定常气动现象,其动态特性更加复杂,气流与旋转高度非定常关联,俯仰阻尼导数和Magnus力矩导数同等重要.文章从飞行器气动力建模的理论基础出发,考虑飞行器自转角速度非零的事实,将其作为基态影响参数,重新... 旋转飞行器具有独特的周期性非定常气动现象,其动态特性更加复杂,气流与旋转高度非定常关联,俯仰阻尼导数和Magnus力矩导数同等重要.文章从飞行器气动力建模的理论基础出发,考虑飞行器自转角速度非零的事实,将其作为基态影响参数,重新构建了旋转飞行器气动力数学表达式,并借鉴成熟的常规动导数强迫振动法,采用Fourier级数表征旋转影响,沿用旋转飞行器周期气动等效概念,建立了基于基态旋转流场的周期气动等效平均俯仰动稳定导数、纵向洗流时差导数和滚转动稳定导数获取的原理表达式,并设计了相应的运动模式,可供数值计算和风洞实验使用. 展开更多
关键词 旋转飞行器 动稳定导数 基态 运动模式 强迫振动法
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Time-domain and frequency-domain approaches to identification of bridge flutter derivatives
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作者 Zhengqing CHEN 《Frontiers of Structural and Civil Engineering》 SCIE EI 2009年第2期173-179,共7页
Flutter derivatives are essential for flutter analysis of long-span bridges,and they are generally identified from the vibration testing data of a sectional model suspended in a wind tunnel.Making use of the forced vi... Flutter derivatives are essential for flutter analysis of long-span bridges,and they are generally identified from the vibration testing data of a sectional model suspended in a wind tunnel.Making use of the forced vibration testing data of three sectional models,namely,a thin-plate model,a nearly streamlined model,and a bluff-body model,a comparative study was made to identify the flutter derivatives of each model by using a time-domain method and a frequency-domain method.It was shown that all the flutter derivatives of the thin-plate model identified with the frequency-domain method and time-domain method,respectively,agree very well.Moreover,some of the flutter derivatives of each of the other two models identified with the two methods deviate to some extent.More precisely,the frequency-domain method usually results in smooth curves of the flutter derivatives.The formulation of time-domain method makes the identification results of flutter derivatives relatively sensitive to the signal phase lag between vibration state vector and aerodynamic forces and also prone to be disturbed by noise and nonlinearity. 展开更多
关键词 long-span bridges wind-induced vibration flutter derivatives forced vibration test time-domain method frequency-domain method
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桥梁气动导数的格子Boltzmann大涡模拟仿真 被引量:3
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作者 刘克同 汤爱平 曹鹏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期111-119,共9页
为将格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)用于桥梁气动导数的识别,该文将壁面自适应局部(Wall-Adapting Local Eddy,WALE)涡黏性模型引入到多松弛时间格式(Multiple Relaxation Time,MRT)的LBM中,构造了一种能够有效模拟... 为将格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)用于桥梁气动导数的识别,该文将壁面自适应局部(Wall-Adapting Local Eddy,WALE)涡黏性模型引入到多松弛时间格式(Multiple Relaxation Time,MRT)的LBM中,构造了一种能够有效模拟桥梁结构高雷诺数绕流的LBM大涡模拟方法—MRT-LBM-WALE。采用MRT-LBM-WALE和动边界技术驱动主梁断面在流场中做正弦竖向或扭转振动,在虚拟风洞中实现了强迫振动法识别气动导数的LBM仿真。利用方柱非定常绕流问题验证MRT-LBM-WALE的可靠性后,对理想平板和Great Belt东桥的气动导数进行了计算。研究证明MRT-LBM-WALE能够得到近壁面上真实的亚格子涡黏性,可以准确地预测湍流流动的发展。同时,研究表明气动导数的MRT-LBM-WALE仿真值与理论解或试验值吻合较好。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 桥梁结构 气动导数 大涡模拟 强迫振动法
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